从内存加载Linux内核模块：init_module是否可行及替代方案

首先明确：init_module系统调用不支持直接加载用户态内存数组中的模块字节。虽然它的第一个参数是用户态指针，但内核内部会验证该内存区域是否关联到合法的文件映射（而非普通堆/栈内存），直接传入内存数组指针会触发错误（如EINVAL或ENOEXEC）。

可行的替代方案是通过匿名文件描述符中转，把内存中的模块字节写入一个匿名文件，再用内核提供的模块加载调用处理，具体步骤如下：

方案1：使用memfd_create + finit_module（推荐） #

这是最接近内存加载的方案，不需要在磁盘上创建实体文件：

1. 调用memfd_create创建一个匿名的文件描述符，该文件仅存在于内存中
2. 将内存中的模块字节数组写入这个文件描述符
3. 调用finit_module加载该文件对应的模块

示例代码片段：

#include <sys/memfd.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

// 假设module_bytes是存储模块原始字节的数组，module_size是其长度
void *module_bytes;
size_t module_size;

// 创建匿名内存文件
int fd = memfd_create("kernel_module", MFD_CLOEXEC);
if (fd == -1) {
    // 错误处理
}

// 将内存中的模块字节写入fd
if (write(fd, module_bytes, module_size) != module_size) {
    // 错误处理
    close(fd);
}

// 加载模块，第二个参数是模块参数（空字符串表示无参数）
if (syscall(SYS_finit_module, fd, "", 0) == -1) {
    // 错误处理
    close(fd);
}

close(fd);

方案2：使用tmpfs文件中转 #

如果系统不支持memfd_create（Linux 3.17及以上才支持），可以用tmpfs（如/dev/shm）创建临时文件：

1. 在/dev/shm下创建一个临时文件
2. 将内存中的模块字节写入该文件
3. 打开该文件，调用init_module或finit_module加载
4. 加载完成后删除临时文件

示例代码片段：

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>

// 假设module_bytes和module_size已定义
const char *tmp_path = "/dev/shm/tmp_module.ko";

// 创建并打开临时文件
int fd = open(tmp_path, O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL, 0600);
if (fd == -1) {
    // 错误处理
}

// 写入模块字节
if (write(fd, module_bytes, module_size) != module_size) {
    // 错误处理
    close(fd);
    unlink(tmp_path);
}

// 移动文件指针到开头
lseek(fd, 0, SEEK_SET);

// 加载模块
if (syscall(SYS_finit_module, fd, "", 0) == -1) {
    // 错误处理
    close(fd);
    unlink(tmp_path);
}

close(fd);
unlink(tmp_path);

关键说明 #

• finit_module是Linux 3.8及以上提供的系统调用，相比init_module更简洁，不需要手动传入模块长度
• 无论哪种方案，加载模块都需要root权限，且内核必须允许加载自定义模块（即CONFIG_MODULES=y，且未启用模块签名锁定）

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Parvo